Колобопсис андерсени
| Колобопсис андерсени | |
|---|---|
Научная классификация 
| |
| Домен: | Эукариоты |
| Королевство: | животное |
| Тип: | Членистоногие |
| Сорт: | Насекомое |
| Заказ: | Перепончатокрылые |
| Семья: | Формициды |
| Подсемейство: | Муравьи |
| Род: | Колобопсис |
| Разновидность: | К. Андерсен
|
| Биномиальное имя | |
| Колобопсис андерсени (МакАртур и Шаттак, 2001 г.)
| |
| Синонимы | |
| |
Colobopsis anderseni , синоним Camponotus anderseni , — вид мангровых муравьев , обитающий в северной Австралии .
Таксономия
[ редактировать ]Первоначально этот вид был отнесен к роду муравьев Camponotus, когда в 2001 году был описан как Camponotus (Colobopsis) anderseni . В пересмотренной версии подсемейства муравьев Formicinae, подрод C. (Colobopsis) опубликованной в 2016 году, было обнаружено, что филогенетически отличается от других подродов Componotus . В результате подрод был повышен до полного статуса рода как Colobopsis , а вид был выведен из Camponotus , что привело к появлению нового биномиального Colobopsis anderseni . [1]
Описание
[ редактировать ]Colobopsis anderseni светло-коричневый и блестящий. Как и у любого насекомого, его тело состоит из трех отделов. Первая часть называется просомой , средняя часть — мезосомой , а задняя часть — метасомой . Дорсум , или задняя сторона, мезосомы C. anderseni уплощена. Он также имеет отчетливый заднеспинку на задней части грудной клетки . У него отсутствуют прямые щетинки под головой, а его тело слегка приподнято на голенях или четвертом суставе каждой ноги. Его глаза удлиняются и смотрят наружу, ближе к челюстям, чем к макушке . Он диморфен, что означает, что существуют две отдельные формы в зависимости от класса. У крупных рабочих наличник вдавлен, мелко пунктирован. Передний край выпуклый. У мелких рабочих наличник широкий, передний край выпуклый и выступающий. [2]
География
[ редактировать ]Colobopsis anderseni встречается только в мангровых зарослях северной Австралии. Он содержится исключительно в ветках мангрового дерева Sonneratia alba . [3] Эти деревья можно найти в регионе Кимберли на Северной территории Западной Австралии . [4] Согласно недавним исследованиям, C. anderseni — единственный известный вид муравьев, обитающий на ветках этих деревьев, а недавние исследования показали, что примерно 81% муравьиных гнезд в кроне мангрового дерева Sonneratia alba были заняты C. anderseni. андерсени . В остальных гнездах обитали три вида Tapinoma , два вида Crematogaster , Monomorium floricola и Tetraponera punctulata . [5]
Экология
[ редактировать ]Наводнение в мангровых зарослях
[ редактировать ]Некоторые избранные виды муравьев живут в австралийских мангровых зарослях, потому что преимуществом жизни в мангровых зарослях является меньшая конкуренция со стороны других муравьев. К сожалению, это связано с тем, что большинство видов муравьев считают мангровые заросли крайне нежелательными из-за двух ежедневных наводнений. [6] Однако все мангровые муравьи обладают замечательной способностью, которая позволяет им пережить эти наводнения, которые в противном случае уничтожили бы все колонии муравьев одной волной. Все эти муравьи используют тот или иной метод создания герметичного воздушного кармана для защиты от скопления воды внутри гнезда. Чтобы не утонуть во время прилива, некоторые муравьи убегают на более высокие части деревьев, тогда как другие прячутся в заполненных воздухом полостях мангровых деревьев или в воздушных карманах мангрового ила. [7] Эти убежища имеют ограниченный объем воздуха, и поэтому они подвержены резким изменениям концентрации кислорода и углекислого газа. Это создает проблему, когда уровень кислорода в больших колониях ограничен. [5]
Кислородное голодание в гнездах
[ редактировать ]Эту проблему изучала группа профессоров кафедры биологических наук Орхусского университета , Дания, и Школы наук Университета Чарльза Дарвина в Дарвине , Австралия. Они изучали Colobopsis anderseni в серии экспериментов, чтобы определить различные уровни углекислого газа и кислорода в гнездах. Во время наводнения солдат жертвует собой, чтобы заблокировать входное отверстие головой, что эффективно предотвращает затопление гнезда. Как только это происходит, территория может быть очень густонаселенной: муравьи и кокциды заполнят до половины объема, а условия в гнездах во время наводнения становятся гиперкапническими и гипоксическими.
Каждое гнездо имеет только один вход, а диаметр отверстия составляет всего около 1,56 мм. Диаметр галерей составляет всего около 2,31 мм. В нормальных условиях с открытыми гнездами истощение кислорода существенно в части гнезда, наиболее удаленной от отверстия, а в гнезде длиной 120 мм концентрация кислорода может составлять всего 15,7%. Во время имитации затопления, когда входы в гнезда были заблокированы, концентрация кислорода через час упала до менее 0,5%. После открытия входа в гнездо концентрация кислорода снова увеличилась, но для гнезда длиной 100 мм потребовалось почти 20 минут, прежде чем концентрация вернулась к нормальному пониженному уровню. [6]
Дилемма, с которой сталкивается C. anderseni, состоит в том, чтобы избежать утопления, не страдая от аноксии или гиперкапнии, и они демонстрируют замечательную способность адаптироваться к экстремальным условиям мангровых зарослей и использовать нишу, где плотность других муравьев незначительна. [8] Приспосабливаясь к этим враждебным ситуациям, мангровые муравьи развили способность переключаться на анаэробное дыхание. Это было доказано наблюдаемыми уровнями кислорода и углекислого газа. Поглощение кислорода в гнездах со временем прекратилось, но производство углекислого газа продолжалось. Это указывает на высокий уровень анаэробного дыхания. [6]
Аналогичное исследование было проведено Нильсеном и другими сотрудниками с другим австралийским мангровым муравьем, Polyrhachis sokolova . [7] Известно, что этот вид мангровых зарослей использует передние четыре ноги как весла, а две задние — как рули, чтобы доплыть обратно до гнезда непосредственно перед затоплением. [5] В этот момент муравьи прячутся в свое гнездо в грязи, что создает воздушный карман и блокирует надвигающийся прилив. исследование уровня углекислого газа в гнездах Polyrhachis sokolova Вновь был поднят вопрос об источнике воздуха муравья и проведено . Эксперимент завершился результатами, аналогичными результатам исследования гнезд C. anderseni, с доказательством того, что муравьи достигли анаэробного дыхания . [7]
C. anderseni и исследования этого вида внесли значительный вклад в научное сообщество. Это исследование, наряду с исследованием Polyrhachis sokolova, стало единственной опубликованной работой, объясняющей уникальную способность мангровых муравьев дышать анаэробно. До этих исследований у ученых не было примечательного объяснения того, почему многие виды муравьев выживают в затопленных мангровых зарослях. [5]
Королевы и рабочие
[ редактировать ]В другом эксперименте Моргенса Гисселя Нильсена наблюдались колонии Colobopsis aderseni и записывалось их поведение. Новые королевы C. anderseni регулярно наблюдались, прогрызающие небольшие полости в зеленых верхушечных побегах деревьев Sonneratia , и этот вид занимал все исследованные верхние гнезда-полости. Таким образом, был сделан вывод, что все муравьиные ходы в ветвях Sonneratia основаны этим видом. Однако плотность этих муравьев на деревьях Sonneratia сильно различается даже в близких окрестностях из-за удаленности этих деревьев. Основание деревьев Sonneratia обычно окружено морской водой. Таким образом, каждое дерево функционирует как остров. После того, как королевы приземлились и потеряли крылья, их возможности распространения по соседним деревьям очень ограничены. [3]
Одним из примечательных наблюдений в этом исследовании является то, что королевы и рабочие C. anderseni никогда не находились в одной и той же полости гнезда. Ни в одной из 225 вскрытых гнездовых камер, содержащих C. anderseni, маток обнаружено не было . Еще в 400 гнездах, собранных в других районах, королевы обнаруживались только в мягких зеленых побегах на концах ветвей Sonneratia и никогда не находились вместе с рабочими. В более старых гнездовых камерах рабочие всегда присутствовали, независимо от количества выводка и крылатых крыльев . Кроме того, в основных камерах гнезд не удалось обнаружить матку-кладушку. Многие полагают, что единственным правдоподобным объяснением наблюдаемой демографической изменчивости в гнездах Colobopsis anderseni является предположение о том, что этот вид имеет некоторую форму телитокозного партеногенеза , которая известна лишь у очень немногих видов. Эта гипотеза в настоящее время проверяется с помощью ДНК . микросателлитных маркеров [3]
Поведение
[ редактировать ]Colobopsis anderseni Известно, что рабочие соседних гнезд очень агрессивны друг к другу. Это наблюдалось в ходе тщательного исследования Орхусского университета, наблюдавшего за соседними муравьями в их среде обитания, а также в лаборатории. Когда муравьев из разных гнезд поместили вместе в чашку Петри , некоторые начали драться. Это указывает на то, что гнезда представляют собой отдельные колонии . [3]
Размер колонии
[ редактировать ]Поскольку каждое гнездо представляет собой отдельную колонию, существуют исключительно маленькие колонии, что является явной адаптацией к высокой степени изменчивости окружающей среды. Для большой колонии требуется либо много маленьких гнездовых камер, либо несколько более крупных. Обмен между множеством небольших камер увеличит время, которое рабочие проводят вне гнезд, и, следовательно, увеличит степень хищничества . Более важным для этого вида является возможность быть смытым приливом, волнами или сильным ливнем. Для больших полостей гнезда требуются очень длинные полые ветки, которые легко ломаются при сильном ветре, что может привести к смыванию муравьев. Большие полости в более толстых ветвях требуют, чтобы муравьи раскапывали твердую древесину, что, по-видимому, не относится к этому виду. Более серьезная проблема — кокциды, которым в первую очередь необходимы полости с тонкой стенкой. Наконец, большую полость с несколькими входами и большим объемом воздуха гораздо труднее сохранить водонепроницаемой при затоплении. [3]
Диета
[ редактировать ]Colobopsis anderseni редко можно увидеть в поисках пищи , что заставило ученых полагать, что эти муравьи полагаются на другой источник пищи. Из-за большого количества кокцид их основным источником пищи, скорее всего, является медвяная роса . [3] О распространении кокцидов в новые камеры известно очень мало. Кажется маловероятным, что новые матки переносят кокцидов во время брачных полетов , поскольку в камерах возрастом менее 6 недель кокциды никогда не обнаруживаются. [3]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Уорд, PS; Блаймер, Б.Б.; Фишер, Б.Л. (2016). «Пересмотренная филогенетическая классификация подсемейства муравьев Formicinae (Hymenoptera: Formicidae) с возрождением родов Colobopsis и Dinomyrmex ». Зоотакса . 4072 (3): 343–357. дои : 10.11646/zootaxa.4072.3.4 . ПМИД 27395929 .
- ^ Макартур, Эй Джей; Р. Р. Снеллинг; Б.Л. Фишер; PS Уорд (2007). «Ключ к Кампонотусу Майру в Австралии». Мемуары Американского энтомологического института : 290–351.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Нильсен, Могенс (2000). «Распространение фауны муравьев (Hymenoptera: Formicidae) в пологе мангрового дерева Sonneratia alba J. Smith в северной Австралии». Австралийский журнал энтомологии . 39 (4): 275–279. дои : 10.1046/j.1440-6055.2000.00192.x .
- ^ «Муравьи внизу» . ЦСИРО . Проверено 26 февраля 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с д Нильсен, Могенс Г. (2011). «Муравьи (Hymenoptera: Formicidae) мангровых зарослей и других регулярно затопляемых мест обитания: жизнь в условиях физиологического экстремального состояния». Мирмекологические новости . 14 : 113–21.
- ^ Jump up to: а б с Нильсен, МГ; Кристиан, штат Калифорния (2007). «Мангровый муравей Camponotus anderseni переключается на анаэробное дыхание в ответ на повышенный уровень CO2». Журнал физиологии насекомых . 53 (5): 505–08. дои : 10.1016/j.jinsphys.2007.02.002 . ПМИД 17382956 .
- ^ Jump up to: а б с Нильсен, Могенс Гиссель; Кейт Кристиан; Дорта Биркмоуз (2003). «Концентрация углекислого газа в гнездах грязевого мангрового муравья Polyrhachis sokolova Forel (Hymenoptera: Formicidae)». Австралийский журнал энтомологии . 42 (4): 357–362. дои : 10.1046/j.1440-6055.2003.00372.x .
- ^ Нильсен, МГ; К. Кристиан; Х. Мальте (2009). «Гипоксические условия и снабжение кислородом в гнездах мангрового муравья Camponotus anderseni во время и после наводнения». Общество насекомых . 56 (1): 35–39. дои : 10.1007/s00040-008-1029-y . S2CID 42599352 .